JPS61189629A - 堆積膜形成法 - Google Patents
堆積膜形成法Info
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- JPS61189629A JPS61189629A JP60029810A JP2981085A JPS61189629A JP S61189629 A JPS61189629 A JP S61189629A JP 60029810 A JP60029810 A JP 60029810A JP 2981085 A JP2981085 A JP 2981085A JP S61189629 A JPS61189629 A JP S61189629A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/301—AIII BV compounds, where A is Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/305—Sulfides, selenides, or tellurides
- C23C16/306—AII BVI compounds, where A is Zn, Cd or Hg and B is S, Se or Te
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
- C23C16/452—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by activating reactive gas streams before their introduction into the reaction chamber, e.g. by ionisation or addition of reactive species
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔従来の技術〕
本発明は、半導体膜、絶縁体膜、導体膜等の非品性の或
いは結晶性の機能性薄膜、殊に能動性或いは受動性の半
導体デバイス、光半導体デバイス或いは太陽電池や電子
写真用の感光デバイスなどの用途に有用な堆積膜の形成
法に関する。
いは結晶性の機能性薄膜、殊に能動性或いは受動性の半
導体デバイス、光半導体デバイス或いは太陽電池や電子
写真用の感光デバイスなどの用途に有用な堆積膜の形成
法に関する。
堆積膜の形成には、真空蒸着法、プラズマＣＶＤ法、熱
ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法９反応性スパッタリング法、イオ
ンプレーテインク法などが試みられており、一般的には
、プラズマＣＶＤ法が広く用いられ、企業化されている
。
ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法９反応性スパッタリング法、イオ
ンプレーテインク法などが試みられており、一般的には
、プラズマＣＶＤ法が広く用いられ、企業化されている
。
丙午ら、これ等堆積膜形成法によって得られる堆積膜は
より高度の機能が求められる電子デバイスや光電子デバ
イスへの適用が求められていることから電気的、光学的
特性及び、繰返し使用での疲労特性あるいは使用環境特
性、更には均一性。
より高度の機能が求められる電子デバイスや光電子デバ
イスへの適用が求められていることから電気的、光学的
特性及び、繰返し使用での疲労特性あるいは使用環境特
性、更には均一性。
内−現性を含めて生産性、量産性の点において更に総合
的な特性の向上を図る余地がある。
的な特性の向上を図る余地がある。
従来から一般化されているプラズマＣＶＤ法による堆積
膜の形成においての反応プロセスは。
膜の形成においての反応プロセスは。
従来の所謂、熱ＣＶＤ法に比較してかなり複雑であり、
その反応機構も不明な点が少なくなかった。又、その堆
積膜の形成パラメーターも多く（例えば、基体温度、導
入ガスの流量と比、形成面の圧力、高周波電力、電極構
造９反応容器の構造、排気速度、プラズマ発生方式など
）、これらの多くのパラメータの組み合せによるため、
時にはプラズマが不安定な状態になり、形成された堆積
膜に著しい悪影響を与えることが少なくなかった。その
うえ、装置特有のパラメーターを装置ごとに選定しなけ
ればならず、したがって製造条件を一般化することがむ
ずかしいというのが実状であった・ その中でも１例えば電気的、光学的特性が各用途を十分
に満足させ得るものを発現させることが出来るという点
で、アモルファスシリコン膜の場合には現状ではプラズ
マＣＶＤ法によって形成することが最良とされている。
その反応機構も不明な点が少なくなかった。又、その堆
積膜の形成パラメーターも多く（例えば、基体温度、導
入ガスの流量と比、形成面の圧力、高周波電力、電極構
造９反応容器の構造、排気速度、プラズマ発生方式など
）、これらの多くのパラメータの組み合せによるため、
時にはプラズマが不安定な状態になり、形成された堆積
膜に著しい悪影響を与えることが少なくなかった。その
うえ、装置特有のパラメーターを装置ごとに選定しなけ
ればならず、したがって製造条件を一般化することがむ
ずかしいというのが実状であった・ その中でも１例えば電気的、光学的特性が各用途を十分
に満足させ得るものを発現させることが出来るという点
で、アモルファスシリコン膜の場合には現状ではプラズ
マＣＶＤ法によって形成することが最良とされている。
百年ら、堆積膜の応用用途によっては、大面積化、膜厚
の均一性、膜品質の均一性を十分に満足させて、再現性
のある量産化を図らねばならないため、プラズマＣＶＤ
法による堆積膜の形成においては、量産装置に多大な設
備投資が必要となり、またその量産の為の管理項目も複
雑になり、管理許容幅も狭くなり、装置の調整も微妙で
あることから、これらのことが、今後改善すべき問題点
として指摘されている。
の均一性、膜品質の均一性を十分に満足させて、再現性
のある量産化を図らねばならないため、プラズマＣＶＤ
法による堆積膜の形成においては、量産装置に多大な設
備投資が必要となり、またその量産の為の管理項目も複
雑になり、管理許容幅も狭くなり、装置の調整も微妙で
あることから、これらのことが、今後改善すべき問題点
として指摘されている。
他方、通常のＣＶＤ法による従来の技術では、高温を必
要とすると共に、企業的なレベルでは必ずしも満足する
様な特性を有する堆積膜が得られていなかった。
要とすると共に、企業的なレベルでは必ずしも満足する
様な特性を有する堆積膜が得られていなかった。
これ等のことは、殊に■−ｖ族化合物の薄膜を形成する
場合においては、より大きな問題として残されている。
場合においては、より大きな問題として残されている。
上述の如く、機能性膜の形成において、その実用可能な
特性の確保と、均一性を維持させながら低コストな装置
で量産化できる堆積膜の形成方法を開発することが切望
されている。
特性の確保と、均一性を維持させながら低コストな装置
で量産化できる堆積膜の形成方法を開発することが切望
されている。
本発明は５．ｆ：述した従来の堆積膜形成法の欠点を除
去すると同時に、従来の形成方法によらない新規な堆積
膜形成法を提供するものである。
去すると同時に、従来の形成方法によらない新規な堆積
膜形成法を提供するものである。
本発明の目的は、機能性膜の特性を容易に管理化出来、
少なくとも従来法で得た良質の膜の特性を保持すると共
に、堆積速度の向上を図りながら、膜形成条件の管理の
簡素化、膜の量産化を容易に達成させることの出来る堆
積膜の形成法を提供することである。
少なくとも従来法で得た良質の膜の特性を保持すると共
に、堆積速度の向上を図りながら、膜形成条件の管理の
簡素化、膜の量産化を容易に達成させることの出来る堆
積膜の形成法を提供することである。
本発明の堆積膜形成法は基体上に堆積膜を形成する為の
成膜空間に、堆積膜形成用の原料となるＦ記の一般式（
Ａ）及び（Ｂ）で夫々表わされる化合物（Ａ）と化合物
ＣＢ）と、これ等該化合物の少なくとも一方と化学反応
する活性種とを導入することによって、前記基体上に堆
積膜を形成することを特徴とするものである。
成膜空間に、堆積膜形成用の原料となるＦ記の一般式（
Ａ）及び（Ｂ）で夫々表わされる化合物（Ａ）と化合物
ＣＢ）と、これ等該化合物の少なくとも一方と化学反応
する活性種とを導入することによって、前記基体上に堆
積膜を形成することを特徴とするものである。
Ｒｎ Ｍ ｍ −−−−−−−−−−（Ａ ）Ａ ａ
Ｂ ｂ −−−−−−−−−−（Ｂ ）但し、ｍは
Ｒの価数に等しいか又は整数倍の正整数、ｎはＭの価数
に等しいか又は整数倍の正整数、Ｍは周期律表の第■族
に属する元素、Ｒは水素（Ｈ）、ハロゲン（Ｘ）、炭化
水素基を夫々示す。
Ｂ ｂ −−−−−−−−−−（Ｂ ）但し、ｍは
Ｒの価数に等しいか又は整数倍の正整数、ｎはＭの価数
に等しいか又は整数倍の正整数、Ｍは周期律表の第■族
に属する元素、Ｒは水素（Ｈ）、ハロゲン（Ｘ）、炭化
水素基を夫々示す。
ａはＢの価数に等しいか又は整数倍の正整数、九はＡの
価数に等しいか又は整数倍の正整数。
価数に等しいか又は整数倍の正整数。
Ａは周期律表の第■族に属する元素、Ｂは水素（Ｈ）、
ハロゲン（Ｘ）、炭化水素基を夫々示す。
ハロゲン（Ｘ）、炭化水素基を夫々示す。
本発明の方法では、所望の機能性の堆積膜を形成するに
際して、堆積膜の形成パラメーターが、導入する前記一
般式（Ａ）及び（Ｂ）で夫々示される化合物（Ａ）と（
Ｂ）及びこれ等の化合物の少なくともいずれか一方と化
学反応する活性種の導入量、基体及び成膜空間内の温度
、成膜空間内の内圧となり、従って、堆積膜形成のコン
トロールが容易になり、再現性、量産性のある機能性の
堆積膜を形成させることができる。
際して、堆積膜の形成パラメーターが、導入する前記一
般式（Ａ）及び（Ｂ）で夫々示される化合物（Ａ）と（
Ｂ）及びこれ等の化合物の少なくともいずれか一方と化
学反応する活性種の導入量、基体及び成膜空間内の温度
、成膜空間内の内圧となり、従って、堆積膜形成のコン
トロールが容易になり、再現性、量産性のある機能性の
堆積膜を形成させることができる。
本発明で云う「□活性種」とは、前記化合物（Ａ）又は
／及び化合物（Ｂ）と化学的相互作用を起して例えば前
記化合物（Ａ、 ）又は／及び（Ｂ）にエネルギーを与
えたり、化合物（Ａ）又は／及びＣＥ）と化学的に反応
したりして、化合物（Ａ）又は／及び（Ｂ）を堆積膜を
形成することが出来る状態にする役目を荷うものを云う
。
／及び化合物（Ｂ）と化学的相互作用を起して例えば前
記化合物（Ａ、 ）又は／及び（Ｂ）にエネルギーを与
えたり、化合物（Ａ）又は／及びＣＥ）と化学的に反応
したりして、化合物（Ａ）又は／及び（Ｂ）を堆積膜を
形成することが出来る状態にする役目を荷うものを云う
。
従って、「活性種」としては、形成される堆積膜を構成
する構成要素に成る構成要素を含んでいても良く、或い
はその様な構成要素を含んでいなくとも良い。
する構成要素に成る構成要素を含んでいても良く、或い
はその様な構成要素を含んでいなくとも良い。
本発明において使用される前記一般式（Ａ）及び（Ｂ）
の夫々で示される化合物（Ａ）及び（Ｂ）としては、成
膜される基体が存在する空間において、前記の活性種と
分子的衝突を起して化学反応を起し、基体上に形成され
る堆積膜の形成に寄与する化学種を自発的に発生するも
のを選択するのがより望ましいものであるが、通常の存
在状態では、前記の活性種とは不活性であったり、或は
、それ程の活性々がない場合には、化合物（Ａ）及び（
Ｂ）に該化合物（Ａ）及び（Ｂ）が前記一般式（Ａ）及
び（Ｂ）中のＭ及びＡを完全解離しない程度の強さの励
起エネルギーを成膜前ヌは成膜時に与えて、化合物（Ａ
）及び（Ｂ）を活性種と化学反応し得る励起状態にする
ことが必要であり、又、その様な励起状態にし得る化合
物を、本発明の方法に使用される化合物（Ａ）及び（Ｂ
）の１種として採用するものである。
の夫々で示される化合物（Ａ）及び（Ｂ）としては、成
膜される基体が存在する空間において、前記の活性種と
分子的衝突を起して化学反応を起し、基体上に形成され
る堆積膜の形成に寄与する化学種を自発的に発生するも
のを選択するのがより望ましいものであるが、通常の存
在状態では、前記の活性種とは不活性であったり、或は
、それ程の活性々がない場合には、化合物（Ａ）及び（
Ｂ）に該化合物（Ａ）及び（Ｂ）が前記一般式（Ａ）及
び（Ｂ）中のＭ及びＡを完全解離しない程度の強さの励
起エネルギーを成膜前ヌは成膜時に与えて、化合物（Ａ
）及び（Ｂ）を活性種と化学反応し得る励起状態にする
ことが必要であり、又、その様な励起状態にし得る化合
物を、本発明の方法に使用される化合物（Ａ）及び（Ｂ
）の１種として採用するものである。
尚１本発明においては、化合物が前記の励起状態になっ
ているものを以後「励起種」と呼称することにする。
ているものを以後「励起種」と呼称することにする。
本発明において、前記一般式（Ａ）及び（Ｂ）で夫々示
される化合物（Ａ）ＲｎＭｍ及び化合物（Ｂ）ＡａＢｂ
として、有効に使用されるものとしては以下の化合物を
挙げることが出来る。
される化合物（Ａ）ＲｎＭｍ及び化合物（Ｂ）ＡａＢｂ
として、有効に使用されるものとしては以下の化合物を
挙げることが出来る。
即ち「Ｍ」として周期律表の第■族に属する元素、具体
的にはＢ、ＡＭ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｉの第■族Ｂに属する
元素、「Ａ」として周期律表の第Ｖ族に属する元素、具
体的には、Ｎ、Ｐ、Ａｓ。
的にはＢ、ＡＭ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｉの第■族Ｂに属する
元素、「Ａ」として周期律表の第Ｖ族に属する元素、具
体的には、Ｎ、Ｐ、Ａｓ。
Ｓｂ、Ｂｆの第Ｖ族Ｂに属する元素を有する化合物を夫
々、化合物（Ａ）及びＣＢ）として挙げることが出来る
。
々、化合物（Ａ）及びＣＢ）として挙げることが出来る
。
「Ｒ」及びｒＢＪ としては、直鎖状及び側鎖状の飽和
炭化水素や不飽和炭化水素から誘導される一価、二価及
び三価の炭化水素基、或いは、飽和又は不飽和の単環状
の及び多環状の炭化水素より誘導される一価、二価及び
三価の炭化水素基を挙げることが出来る。
炭化水素や不飽和炭化水素から誘導される一価、二価及
び三価の炭化水素基、或いは、飽和又は不飽和の単環状
の及び多環状の炭化水素より誘導される一価、二価及び
三価の炭化水素基を挙げることが出来る。
不飽和の炭化水素基として！±、炭素・炭素の結合は単
一種の結合だけでなく、−重結合、二重結合、及び三重
結合の中の少なくとも２種の結合を有しているものも本
発明の目的の達成に違うものであれば有効に採用され得
る。
一種の結合だけでなく、−重結合、二重結合、及び三重
結合の中の少なくとも２種の結合を有しているものも本
発明の目的の達成に違うものであれば有効に採用され得
る。
又、二重結合を複数布する不飽和炭化水素基の場合、非
集積二重結合であっても集積二重結合であっても差支え
ない。
集積二重結合であっても集積二重結合であっても差支え
ない。
非環状炭化水素基としてはアルキル基、アルケニル基、
アルキニル基、アルキリデン基、アルケニリデン基、ア
ルキニリデン基、アルキリジン基、アルケニリジン基、
アルキニリジン基等ヲ好ましいものとして挙げることが
出来、殊に、炭素数としては、好ましくは１〜１０、よ
り好ましくは炭素数１〜７、最適には炭素数１〜５のも
のが望ましい。
アルキニル基、アルキリデン基、アルケニリデン基、ア
ルキニリデン基、アルキリジン基、アルケニリジン基、
アルキニリジン基等ヲ好ましいものとして挙げることが
出来、殊に、炭素数としては、好ましくは１〜１０、よ
り好ましくは炭素数１〜７、最適には炭素数１〜５のも
のが望ましい。
本発明においては、有効に使用される化合物（Ａ）及び
（Ｂ）として、標準状態で気体状であるか或いは使用環
境下において容易゛ニス化し得るものが選択される様に
、上記に列挙したｒＲＪ とｒ Ｍ Ｊ及びｒＡ」と「
Ｂ」との選択において、適宜所望に従って、「Ｒ」と「
Ｍ」及びｒＡＪとｒＢＪ との組合せの選択がなされる
。
（Ｂ）として、標準状態で気体状であるか或いは使用環
境下において容易゛ニス化し得るものが選択される様に
、上記に列挙したｒＲＪ とｒ Ｍ Ｊ及びｒＡ」と「
Ｂ」との選択において、適宜所望に従って、「Ｒ」と「
Ｍ」及びｒＡＪとｒＢＪ との組合せの選択がなされる
。
本発明において、化合物（Ａ）として、有効に使用され
る具体的なものとしては、ＢＭｅ３゜ＡＭ２ Ｍｅ６
、ＧａＭｅ３ 、Ｉ ｎＭｅ３ 。
る具体的なものとしては、ＢＭｅ３゜ＡＭ２ Ｍｅ６
、ＧａＭｅ３ 、Ｉ ｎＭｅ３ 。
ＴＩＭｅ ３ 、ＢＥｔ ３ 、ＡｕＥｔｈ 。
ＧａＥ ｔ３ 、Ｉ ｎＥ ｔ３ 、ＴｕＥｔ３
、ＢＸ３ 。
、ＢＸ３ 。
Ｂ２ Ｈ６、Ｇａ２ Ｈ６等を、化合物（Ｂ）として、
有効に使用される具体的なものとしては、Ｍｅ３ Ｎ
、 Ｍｅ３ Ｐ 、Ｍｅ３ Ａｓ 、Ｍｅ３ Ｓ ｂ
。
有効に使用される具体的なものとしては、Ｍｅ３ Ｎ
、 Ｍｅ３ Ｐ 、Ｍｅ３ Ａｓ 、Ｍｅ３ Ｓ ｂ
。
Ｍｅ ３ Ｂｉ 、Ｅｔ３ Ｎ、Ｅｔ３ Ｐ、Ｅ
ｔ３ Ａｓ 。
ｔ３ Ａｓ 。
Ｅｔ３Ｓｂ、Ｅｔ３Ｂｉ、ＮＸ３ 、ＰＸ３ 。
ＡｓＸ３ 、ＮＨ３、ＰＨ３、ＡｓＨ３、ＳｂＨ３等
を挙げることが出来る。
を挙げることが出来る。
上記において、ＸはハロゲンＣＦ、Ｃ１゜Ｂｒ、Ｉ）、
Ｍｅはメチル基、Ｅｔはエチル基を示す。
Ｍｅはメチル基、Ｅｔはエチル基を示す。
本発明で使用される活性種の寿命は、化合物（Ａ）又は
／及び（Ｂ）との反応性を考慮すれば短い方が良く、成
膜時の取扱い易さ及び成膜空間への輸送等を考慮すれば
長い方が良い、又、活性種の寿命は、成膜空間の内圧に
も依存する。
／及び（Ｂ）との反応性を考慮すれば短い方が良く、成
膜時の取扱い易さ及び成膜空間への輸送等を考慮すれば
長い方が良い、又、活性種の寿命は、成膜空間の内圧に
も依存する。
従って使用される活性種は、所望する特性を有する機能
性膜が生産効率も加味して効果的に得られる様に選択さ
れて決定される他の成膜条件との関連性において、適当
な寿命を有する活性種が適宜選択されて使用される。
性膜が生産効率も加味して効果的に得られる様に選択さ
れて決定される他の成膜条件との関連性において、適当
な寿命を有する活性種が適宜選択されて使用される。
本発明において使用される活性種は、その寿命として、
上記の点を鑑みて適宜選択された寿命を有する活性種が
具体的に使用される化合物（Ａ）又は／及びＣＢ）との
化学的親和性の適合範囲内の中より所望に従って適宜選
択されるが、好ましくは、その寿命としては、本発明の
適合範囲の環境下において１×ｌＯ→秒以上、より好ま
しくはＩ Ｘ １０−’秒置上、最適には１×１０ 抄
上上であるのが望ましい。
上記の点を鑑みて適宜選択された寿命を有する活性種が
具体的に使用される化合物（Ａ）又は／及びＣＢ）との
化学的親和性の適合範囲内の中より所望に従って適宜選
択されるが、好ましくは、その寿命としては、本発明の
適合範囲の環境下において１×ｌＯ→秒以上、より好ま
しくはＩ Ｘ １０−’秒置上、最適には１×１０ 抄
上上であるのが望ましい。
本発明において使用される活性種は、化合物（Ａ）又は
／及び（Ｂ）との化学反応が連鎖的に起こる場合には所
謂開始剤（１ｎｉｔｉａｔｅｒ ）としての働きを最小
限にすれば良いことから、成膜空間に導入される導入量
としては、化学反応が連鎖的に効率良く起こる程度の量
が確保されれば良い。
／及び（Ｂ）との化学反応が連鎖的に起こる場合には所
謂開始剤（１ｎｉｔｉａｔｅｒ ）としての働きを最小
限にすれば良いことから、成膜空間に導入される導入量
としては、化学反応が連鎖的に効率良く起こる程度の量
が確保されれば良い。
本発明において使用される活性種は成膜空間（Ａ）で堆
積膜を形成する際、同時に成膜空間（Ａ）に導入され、
形成される堆積膜の主構成成分となる構成要素を含む前
記化合物（Ａ）及び（Ｂ）又は／及び該化合物（Ａ）ａ
の励起種（Ａ）又は／及び化合物（Ｂ）の励起種（Ｂ）
と容易に形成される。 本発明によれば成膜空間（Ａ）
の雰囲気温度、基体温度を所望に従って任耽に制御する
事により、より安定したＣＶＤ法とする事ができる。
積膜を形成する際、同時に成膜空間（Ａ）に導入され、
形成される堆積膜の主構成成分となる構成要素を含む前
記化合物（Ａ）及び（Ｂ）又は／及び該化合物（Ａ）ａ
の励起種（Ａ）又は／及び化合物（Ｂ）の励起種（Ｂ）
と容易に形成される。 本発明によれば成膜空間（Ａ）
の雰囲気温度、基体温度を所望に従って任耽に制御する
事により、より安定したＣＶＤ法とする事ができる。
本発明の方法が従来のＣＶＤ法と違う点の１つは、あら
かじめ、成膜空間（Ａ、）とは異なる〔活性化空間（Ｃ
）〕において活性化された活性種を使うことである。こ
の事により、従来のＣＶＤ法より堆積速度を飛躍的に伸
ばす事ができ、加えて堆積膜形成の際の基体温度も一層
の低温化を図ることが可能になり、膜品質の安定した、
管理化されたロタ特性を有する堆積膜を工業的に大量に
、しかも低コストで提供出来る。
かじめ、成膜空間（Ａ、）とは異なる〔活性化空間（Ｃ
）〕において活性化された活性種を使うことである。こ
の事により、従来のＣＶＤ法より堆積速度を飛躍的に伸
ばす事ができ、加えて堆積膜形成の際の基体温度も一層
の低温化を図ることが可能になり、膜品質の安定した、
管理化されたロタ特性を有する堆積膜を工業的に大量に
、しかも低コストで提供出来る。
本発明において活性化空間（Ｃ）で生成される活性種は
放電、光、熱等のエネルギーで或いはそれ等の併用によ
って励起されて活性化されるばかりではなく、触媒など
との接触、あるいは添加により生成されてもよい。
放電、光、熱等のエネルギーで或いはそれ等の併用によ
って励起されて活性化されるばかりではなく、触媒など
との接触、あるいは添加により生成されてもよい。
本発明において、活性化空間（Ｃ）に導入され、活性種
を生成させる原料としては、好ましくは気体状の又は容
易に気化し得る物質で、水素ラジカルを生成する物質を
挙げることが出来、具体的にはＨ２１Ｄ ２ ＋ Ｈ
Ｄ等が挙げられ、その他、Ｈｅ、Ａｒ等の稀ガスも挙げ
ることが出来る。
を生成させる原料としては、好ましくは気体状の又は容
易に気化し得る物質で、水素ラジカルを生成する物質を
挙げることが出来、具体的にはＨ２１Ｄ ２ ＋ Ｈ
Ｄ等が挙げられ、その他、Ｈｅ、Ａｒ等の稀ガスも挙げ
ることが出来る。
上述したものに、活性化空間（Ｃ）で熱、光。
放電などの活性化エネルギーを加えることにより、活性
種が生成される。この活性種を成膜空間（Ａ）へ導入す
る。この際、活性種の寿命が望ましくはＩ Ｘ １０
＝秒置上であることが必要で、その様な寿命を有するこ
とで堆積効率及び堆積速度の上昇を促進させ、成膜空間
（Ａ）に導入される化合物（Ａ）との化学反応の効率を
増す。
種が生成される。この活性種を成膜空間（Ａ）へ導入す
る。この際、活性種の寿命が望ましくはＩ Ｘ １０
＝秒置上であることが必要で、その様な寿命を有するこ
とで堆積効率及び堆積速度の上昇を促進させ、成膜空間
（Ａ）に導入される化合物（Ａ）との化学反応の効率を
増す。
活性化空間（Ｃ）において活性種生成物質に活性化作用
を起す活性化エネルギーとしては、具体的には抵抗加熱
、赤外線加熱等にょる熱工木ルギー、レーザー光、水銀
ランプ光、ハロゲンランプ光等の光エネルギー、マイク
ロ波、ＲＦ、低Ｐｉ波、ＤＣ等の放電を利用する電気エ
ネルギー等々を挙げることが出来、これ等の活性化エネ
ルギーは活性化空間（Ｃ）において単独で活性種生成物
質に作用させても良く、又、２種以上を併用して作用さ
せても良い。成膜空間（Ａ）に導入される化合物（Ａ）
、化合物（Ｂ）及び活性種としては、そのままでも分子
レベル的相互衝突によって化学反応を生起し、所望の気
体上に機能成膜を堆積させることが出来るものを前記に
列挙したものの中より夫々選択することが出来るが、化
合物（Ａ）、化合物（Ｂ）及び活性種の夫々の選択の仕
方によって、前記の化学反応性に乏しい場合、或いは一
層効果的に化学反応を行わせて、効率良く堆積膜を気体
上に生成する場合には、成膜空間（Ａ）において、化合
物（Ａ）、化合物１）又は／及び活性種に作用する反応
促進エネルギー。
を起す活性化エネルギーとしては、具体的には抵抗加熱
、赤外線加熱等にょる熱工木ルギー、レーザー光、水銀
ランプ光、ハロゲンランプ光等の光エネルギー、マイク
ロ波、ＲＦ、低Ｐｉ波、ＤＣ等の放電を利用する電気エ
ネルギー等々を挙げることが出来、これ等の活性化エネ
ルギーは活性化空間（Ｃ）において単独で活性種生成物
質に作用させても良く、又、２種以上を併用して作用さ
せても良い。成膜空間（Ａ）に導入される化合物（Ａ）
、化合物（Ｂ）及び活性種としては、そのままでも分子
レベル的相互衝突によって化学反応を生起し、所望の気
体上に機能成膜を堆積させることが出来るものを前記に
列挙したものの中より夫々選択することが出来るが、化
合物（Ａ）、化合物（Ｂ）及び活性種の夫々の選択の仕
方によって、前記の化学反応性に乏しい場合、或いは一
層効果的に化学反応を行わせて、効率良く堆積膜を気体
上に生成する場合には、成膜空間（Ａ）において、化合
物（Ａ）、化合物１）又は／及び活性種に作用する反応
促進エネルギー。
例えば前述の活性化空間（Ｃ）において使用される活性
化エネルギーを使用しても差支えないものである。又は
成膜空間（Ａ）に導入する前に化合物（Ａ）及び化合物
（Ｂ）を他の活性化空間（Ｂ）において、化合物（Ａ）
及び化合物（Ｂ）を前述した励起状態にする為に励起エ
ネルギーを作用させても良い。
化エネルギーを使用しても差支えないものである。又は
成膜空間（Ａ）に導入する前に化合物（Ａ）及び化合物
（Ｂ）を他の活性化空間（Ｂ）において、化合物（Ａ）
及び化合物（Ｂ）を前述した励起状態にする為に励起エ
ネルギーを作用させても良い。
本発明において成膜空間（Ａ）に導入される化合物（Ａ
）と化合物（Ｂ）の総量と活性化空間（Ｃ）から導入さ
れる活性種の量の割合は、堆積条件、化合物（Ａ）、化
合物（Ｂ）及び活性種の・１８： 種類、所望される機能成膜の特性などで適宜所望に従っ
て決められるが好ましくは１０００ ： １〜１：１０
（導入流量比）が適当であり、より好ましくは５００：
１〜１：５とされるのが望ましい。
）と化合物（Ｂ）の総量と活性化空間（Ｃ）から導入さ
れる活性種の量の割合は、堆積条件、化合物（Ａ）、化
合物（Ｂ）及び活性種の・１８： 種類、所望される機能成膜の特性などで適宜所望に従っ
て決められるが好ましくは１０００ ： １〜１：１０
（導入流量比）が適当であり、より好ましくは５００：
１〜１：５とされるのが望ましい。
活性種が化合物（Ａ）又は／及び化合物（Ｂ）。
と連鎖的化学反応を起さない場合には、上記の導入量の
割合は、好ましくは１０：１〜１：１０、より好ましく
は４：１〜２：３とされるのが望ましい、成膜時におけ
る成膜空間（Ａ）の内圧としては、化合物（Ａ）、化合
物（Ｂ）及び活性種の選択される種類及び堆積条件等に
従って適宜決定されるが、好ましくはｌＸｌ０−’〜５
Ｘ１０３Ｐａ、より好ましくは５Ｘ１０−２〜ｌＸ１０
３Ｐａ、最適にはｌＸｌ０−１〜５×１Ｏ２Ｐａとされ
るのが望ましい。又、成膜時に基体を加熱する必要があ
る場合には基体温度としては好ましくは、５０〜１００
０℃、より好ましくは１００〜９００℃、最適には１０
０〜７５０℃とされるのが９丈しい。
割合は、好ましくは１０：１〜１：１０、より好ましく
は４：１〜２：３とされるのが望ましい、成膜時におけ
る成膜空間（Ａ）の内圧としては、化合物（Ａ）、化合
物（Ｂ）及び活性種の選択される種類及び堆積条件等に
従って適宜決定されるが、好ましくはｌＸｌ０−’〜５
Ｘ１０３Ｐａ、より好ましくは５Ｘ１０−２〜ｌＸ１０
３Ｐａ、最適にはｌＸｌ０−１〜５×１Ｏ２Ｐａとされ
るのが望ましい。又、成膜時に基体を加熱する必要があ
る場合には基体温度としては好ましくは、５０〜１００
０℃、より好ましくは１００〜９００℃、最適には１０
０〜７５０℃とされるのが９丈しい。
成膜空間（Ａ）に化合物（Ａ）、化合物（Ｂ）及び活性
種を導入する際の導入の仕方は、成膜空間（Ａ）に連結
されている輸送管を通じて導入しても良いし、或いは成
膜空間（Ａ）に設置しである基体の成膜表面近くまで前
記の輸送管を延在させて、先端をノズル状となして導入
しても良とし、輸送管を二重にして内側の管で一方を、
外側の管で他方を、例えば内側の管で活性種を、外側の
管で化合物（Ａ）及び化合物（Ｂ）を夫々輸送して成膜
空間（Ａ）中に導入しても良い。
種を導入する際の導入の仕方は、成膜空間（Ａ）に連結
されている輸送管を通じて導入しても良いし、或いは成
膜空間（Ａ）に設置しである基体の成膜表面近くまで前
記の輸送管を延在させて、先端をノズル状となして導入
しても良とし、輸送管を二重にして内側の管で一方を、
外側の管で他方を、例えば内側の管で活性種を、外側の
管で化合物（Ａ）及び化合物（Ｂ）を夫々輸送して成膜
空間（Ａ）中に導入しても良い。
又、輸送管に連結されている３木のノズルを用怠し、該
３木のノズルの先端を成膜空間（Ａ）に既に設置されて
いる基体の表面近傍に配して、基体の表面近くにおいて
夫々のノズルより吐出される化合物（Ａ）と化合物（Ｂ
）と活性種とが混合される様にして導入しても良い。こ
の場合には、基体上に選択的に機能成膜を形成すること
が可能なので成膜と同時にパターン化が出来る為に好都
合である。
３木のノズルの先端を成膜空間（Ａ）に既に設置されて
いる基体の表面近傍に配して、基体の表面近くにおいて
夫々のノズルより吐出される化合物（Ａ）と化合物（Ｂ
）と活性種とが混合される様にして導入しても良い。こ
の場合には、基体上に選択的に機能成膜を形成すること
が可能なので成膜と同時にパターン化が出来る為に好都
合である。
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
実施例１
第１図のガス導入管１０２より、Ｈ２ガス２００ＳＣＣ
Ｍを石英ガラス管によりできている活性化室１０３に導
入し、活性化源５としての活性化室１０３上におかれた
導波管より２８０Ｗのマイクロ波を活性化室１０３に作
用させ、活性化室１０３中にＨラジカルを発生させた０
発生したＨラジカルは石英ガラス管より出来ている輸送
管１０２−２を介して、ノズル１００−３より成膜室１
０４に導入された。
Ｍを石英ガラス管によりできている活性化室１０３に導
入し、活性化源５としての活性化室１０３上におかれた
導波管より２８０Ｗのマイクロ波を活性化室１０３に作
用させ、活性化室１０３中にＨラジカルを発生させた０
発生したＨラジカルは石英ガラス管より出来ている輸送
管１０２−２を介して、ノズル１００−３より成膜室１
０４に導入された。
これと同時にガス導入管１０１−２を通じてＨｅガスに
よりバブリングされた（ＣＨ３）２Ｇａが１０ ｍｍｏ
１／ｍ１ｎｃ７）割合でノズル１００−２より成膜室１
０４に導入された。他方、ガス導入管１０１−１を通じ
てＡｓＨ３ガスを１０ ｍｍｏｌ／ｒｎｉｎの割合でノ
ズル１００−１０より成膜室１０４に導入された。この
場合（ＣＨ３） ２Ｇａ及びＡｓＨ３はＨラジカルの作
用によって活性化されて夫々、Ｇａ 、Ａｓを分解し、
基体ヒーター１０９により約３００°Ｃに加熱された石
英製の基体上１０８に１．５時間で３０ ｃｍＸ ３０
ｃｍの面積に約１．２７ｔｍの膜厚のＧａＡｓ膜が形
成された。
よりバブリングされた（ＣＨ３）２Ｇａが１０ ｍｍｏ
１／ｍ１ｎｃ７）割合でノズル１００−２より成膜室１
０４に導入された。他方、ガス導入管１０１−１を通じ
てＡｓＨ３ガスを１０ ｍｍｏｌ／ｒｎｉｎの割合でノ
ズル１００−１０より成膜室１０４に導入された。この
場合（ＣＨ３） ２Ｇａ及びＡｓＨ３はＨラジカルの作
用によって活性化されて夫々、Ｇａ 、Ａｓを分解し、
基体ヒーター１０９により約３００°Ｃに加熱された石
英製の基体上１０８に１．５時間で３０ ｃｍＸ ３０
ｃｍの面積に約１．２７ｔｍの膜厚のＧａＡｓ膜が形
成された。
このＧ ａ Ａ ｓ １８１の膜特性を評価したところ
、膜厚の斑がなく、ヌ、半導体特性も場所による依存性
が殆どない良質な膜であることが確認された。
、膜厚の斑がなく、ヌ、半導体特性も場所による依存性
が殆どない良質な膜であることが確認された。
実施例２
実施例１において（ＣＨ３）２ Ｇａ及びＡｓＨ３の代
りに第１表に示す原料ガスを化合物（Ａ）及び化合物（
Ｂ）として夫々使用し、化合と略々同様にして成膜した
ところ第１表に示す薄膜が形成された。
りに第１表に示す原料ガスを化合物（Ａ）及び化合物（
Ｂ）として夫々使用し、化合と略々同様にして成膜した
ところ第１表に示す薄膜が形成された。
これ等の薄膜に就いて膜特性の評価を行ったところ均一
膜厚で、均一で良品質の特性に優れた膜であることが確
認された。
膜厚で、均一で良品質の特性に優れた膜であることが確
認された。
実施例３
実施例１において、成膜室１０４の周囲に設置されたＲ
Ｆ放電装ａ１０６で１３．５６ＭＨｚの高周波で３Ｗの
電力を成膜室１０４に投入して反応室１０４内にプラズ
マ雰囲気を形成した。この場合、基体１０６はプラズマ
雰囲気には直接触れない様にプラズマ雰囲気の下流制約
１ｃｍの位置においた。成膜開始後１時間で約２体ｍ厚
のＧａＡｓ膜が形成できた。この際の基体温度は２８０
℃に保った。上記以外は実施例１と同様にして行った。
Ｆ放電装ａ１０６で１３．５６ＭＨｚの高周波で３Ｗの
電力を成膜室１０４に投入して反応室１０４内にプラズ
マ雰囲気を形成した。この場合、基体１０６はプラズマ
雰囲気には直接触れない様にプラズマ雰囲気の下流制約
１ｃｍの位置においた。成膜開始後１時間で約２体ｍ厚
のＧａＡｓ膜が形成できた。この際の基体温度は２８０
℃に保った。上記以外は実施例１と同様にして行った。
このＧａＡｓ膜を実施例１と同様に膜特性の評価を行っ
たところ、良品質の膜であることが確認された。
たところ、良品質の膜であることが確認された。
又、基体からの剥離もなく機械的にも優れた膜であった
。
。
本発明の堆積膜形成法によれば、形成される膜に所望さ
れる電気的、光学的、光導電的及び機械的特性が向上し
、また、成膜における再現性が向」二し、膜品質の向上
と膜質の均一化が可能になると共に、膜の大［Ｉ′ｉｉ
積化に有利であり、膜の生産性の向Ｊ：並びに量産化を
容易に達成することができる。
れる電気的、光学的、光導電的及び機械的特性が向上し
、また、成膜における再現性が向」二し、膜品質の向上
と膜質の均一化が可能になると共に、膜の大［Ｉ′ｉｉ
積化に有利であり、膜の生産性の向Ｊ：並びに量産化を
容易に達成することができる。
更に、低温での成膜も可能であるために、耐熱性に乏し
い基体上にも成膜できる。低温処理によって工程の短縮
化を図れる活性種の導入量を制御して形成される堆積膜
の組成比及び特性を管理することが出来るといった効果
が発揮される。
い基体上にも成膜できる。低温処理によって工程の短縮
化を図れる活性種の導入量を制御して形成される堆積膜
の組成比及び特性を管理することが出来るといった効果
が発揮される。
第１図は本発明方法を具現化する製造装置の模式図であ
る。 １０１−−−−４入管、 １０２−−−一輸送管、 １０３−−−一括性化室、 １０４−−−一成膜室。
る。 １０１−−−−４入管、 １０２−−−一輸送管、 １０３−−−一括性化室、 １０４−−−一成膜室。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 基体上に堆積膜を形成する為の成膜空間に、堆積膜形
成用の原料となる下記の一般式（Ａ）及び（Ｂ）で夫々
表わされる化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）と、これ等該化
合物の少なくとも一方と化学反応する活性種とを導入す
ることによって、前記基体上に堆積膜を形成することを
特徴とする堆積膜形成法。 ＲｎＭｍ・・・・・・・・・・（Ａ） ＡａＢｂ・・・・・・・・・・（Ｂ） 但し、ｍはＲの価数に等しいか又は整数倍の正整数、ｎ
はＭの価数に等しいか又は整数倍の正整数、Ｍは周期律
表の第III族に属する元素、Ｒは水素（Ｈ）、ハロゲン
（Ｘ）、炭化水素基を夫々示す。 ａはＢの価数に等しいか又は整数倍の正整数、ｂはＡの
価数に等しいか又は整数倍の正整数、Ａは周期律表の第
Ｖ族に属する元素、Ｂは水素（Ｈ）、ハロゲン（Ｘ）、
炭化水素基を夫々示す。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60029810A JPS61189629A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 堆積膜形成法 |
| US07/113,414 US4772486A (en) | 1985-02-18 | 1987-10-27 | Process for forming a deposited film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60029810A JPS61189629A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 堆積膜形成法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61189629A true JPS61189629A (ja) | 1986-08-23 |
Family
ID=12286376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60029810A Pending JPS61189629A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 堆積膜形成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61189629A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0327034A2 (en) * | 1988-02-01 | 1989-08-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for the formation of a functional deposited film containing groups II and VI atoms as the main constituent atoms by microwave plasma chemical vapor deposition process |
| US5055733A (en) * | 1990-09-17 | 1991-10-08 | Leonid Eylman | Method for converting micromotions into macromotions and apparatus for carrying out the method |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52140267A (en) * | 1976-05-19 | 1977-11-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Vapor epitaxial crystal growing device |
| JPS52143980A (en) * | 1976-05-25 | 1977-11-30 | Nec Corp | Equipment for plasma deposition |
-
1985
- 1985-02-18 JP JP60029810A patent/JPS61189629A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52140267A (en) * | 1976-05-19 | 1977-11-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Vapor epitaxial crystal growing device |
| JPS52143980A (en) * | 1976-05-25 | 1977-11-30 | Nec Corp | Equipment for plasma deposition |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0327034A2 (en) * | 1988-02-01 | 1989-08-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for the formation of a functional deposited film containing groups II and VI atoms as the main constituent atoms by microwave plasma chemical vapor deposition process |
| US5055733A (en) * | 1990-09-17 | 1991-10-08 | Leonid Eylman | Method for converting micromotions into macromotions and apparatus for carrying out the method |
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